Стабилизатор постоянного напряжения

 

СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий транзисторный регулирующий элемент, включенньЕй между входным и выходным выводами , источник опорного напряжения, соединенный с базой первого транзистора усилителя сигнала рассогласования , первый повторитель тока, вход которого подключен к коллектору первого входного транзистора, а выход соединен с корректирующим конденсатором и управляющим входом транзисторного регулирующего элемента, делитель выходного напряжения, средним выводом подключенный к базе второго входного транзистора усилителя сигналов рассогласования, источник тока в общей эмиттерной цепи входных трашзнсторов усилителя сигнала pacdoглacoБaния, первый, второй и третий вспомогательные резисторы, вспомогательньй.транзистор , эмиттер которого подключен к эмиттеру второго входного транзистора усилителя сигнала рассогласо- , вания, а коллектор соединен с общейi шнной, отличающийся : тем, что, с целью уменьшения тока потребления и повышения статической , точности, в него введен дополнительный повторитель тока, вход ко- , (Л торого подключен к коллектору второй го входного транзистора усцлителя сигнала рассогласования, а коллек- , торный выход через первый вспомогательный резистор - к общей шине и базе вспомогательного транзистора, причем эмиттеры входных транзисторов ел ел соединены друг с другом через последовательно соединенные второй и третий вспомогательные резисторы,общая точка которых .юдкличела к источ00 нику токаТ

„„SU„„1051518

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Зао G 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБР6 ЕН 1 1

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ а„

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3457206!24-07 (22) 24.06.82 (46) 30.10.83. Бюл. Ф 40 (72) А.Б.Исаков, В.А.Домбровский, М.В.Капитонов и Н,Н.Прокопенко (7!) Шахтинский технологический институт и Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В .И.ульянова (Ленина) (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 789978, кл. G 05 F 1/56, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

И 658539, кл. G 05 F 1/56, 1979. (54) (57) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий транзисторный регулирующий элемент, включенный между входным и выходным вывода- . ми, источник опорного напряжения, соединенный с базой первого транзистора усилителя сигнала рассогласования, первый повторитель тока, вход которого подключен к коллектору первого входного транзистора, а выход соединен с корректирующим конденсатором и управляющим входом транзисторного регулирующего элемента, делитель выходного напряжения, средним выводом подключенный к базе второго входного транзистора усилителя сигналов рассогласования, источник тока в общей эмиттерной цепи входных транзисторов усилителя сигнала рассогласования, первый, второй и третий вспомогательные резисторы, вспомогательньв1,транзистор, эмиттер которого подключен к эмиттеру второго входного.транзистора усилителя сигнала рассогласования, а коллектор соединен с общей, шиной, отличающийся тем, что, с целью уменьшения тока потребления и повышения статической точности, в него введен дополнительный повторитель тока, вход которого подключен к коллектору второФ го входного транзистора усцлителя сигнала рассогласования, а коллекторный выход через первый вспомога-. тельный резистор — к общей шине и базе вспомогательного транзистора, причем эмиттеры входных транзисторов соединены друг с другом через последовательно соединенные второй и третий вспомогательные резисторы,общая точка которых.подключена к источ-. нику тока.

f !05!

Изобретение относится к регуляторам напряжения постоянного тока, )

Известны стабилизаторы постоянного напряжения, содержащие транзисторный регулирующий элемент, источник

5 опорного напряжения, делитель выходного напряжения, усилитель сигнала рассогласования, корректирующий кон,денсатор и узел коррекции 3 1 1.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стабилизатор постоянного напряжения,содержащий транзисторный регулирующий элемент, включенный между входным и выходным выводами, источник опорного напряження, соединенный с .базой первого входного транзистора усилителя сигнала рассогласования, первый повторитель тока, вход которого под- ключен к коллектору первого входного транзистора, а выход соединен с корректирующим конденсатором и управляющим входом транзисторного регуЛирующего элемента, делитель выходНОГО напряжения, средним ВыВОдОм .пОд- 5 ключенный к базе второго входного транзистора усилителя сигнала paccorласОвания, источник тока в общей эми теркой цепи входных транзисторов усилителя сигнала рассогласования, 30 первый, второй и третий вспомогательные резисторы, вспомогательный транзистор, эмиттер которого подключен к эмиттеру второго входного транзистора усилителя сигнала рассогласования, а коллектор соединен с общейЗ5 шиной (2 .

Недостаток известного стабилизатора состоит в том, что ок имеет сравнительно большой ток потребления по цепям делителя выходного напряжения и источника опорного напряжения.

Кроме того, он характеризуется дополнительной температуркой нестабильностью выходного напряжения, связанной с подключением к дифференциальному 45 каскаду р-и переходов.

Действительно, для получения больших токов перезаряда корректирующего конденсатора необходимо, чтобы ток вспомогательного нелинейного делите- 50 ля, включенного параллельно выходу основного делителя, бып достаточно большим. С другой стороны, ток вспомогательного делителя является частью тока основного делителя, от которо- 55 го зависит выходное напряжение стабилизатора. Из-за влияния диодов в це,пях вспомогательного нелинейного делителя его ток оказывается температурно-зависимым, Это отрицательно сказывается на стабильности Выход" ного напряжения.

В известном стабилизаторе ток делителя выходного напряжения не может выбираться произвольным. При использовании на входе дифференциального каскада полевых транзисторов известный стабилизатор практически ° неработоспособен, К тому же, при высоких требованиях к линейности харак" теристики передачи дифференциального каскада ухудшается стабильность выходного напряжения из-за температурного дрейфа тока эмиттера вспо— могателького транзистора.

Цель изобретения — повышение статической точности и уменьшение тока потребления стабилизатора, Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий транзисторный регулирующий элемент, включенный между входным и выходным выводами, источник опорного напряжения, соединенный с базой первого входного транзистора усилителя сигнала рассогласования, первый повторитель тока, вход которого подключен к коллектору первого входного транзистора, а выход соединен с корректирующим конденсатором и управляющим.входом транзисторного регулирующего элемента, делитель выходного напряжения, средним выводом подМключекный к базе второго входного транзистора усилителя сигнала рассогласования, источник тока в общей эмиттерной цепи входных транзисторов усилителя сигнала рассогласования, первый, второй и третий вспомогательные резисторы, вспомогательный транзистор, эмиттер которого подключен к эмиттеру второго входного транзистора усилителя сигнала рассогласования, а коллектор соединен с общей шиной, введен дополнительный повторитель тока, вхсд которого подключен к коллектору второго входного транзистора усилителя сигнала рассогласования, а коллекторный: выход через первый вспомогательный резистор — к общей шине и базе вспомогательного транзистора, причем эмиттеры входных транзисторов соединены друг с другом через последовательно соедикенкые второй и третий вспомогательные резистооы, 1051518

Э общая точка которых подключена к источнику тока, На чертеже показана принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит транзистор° 5 ный регулирующий элемент 1, включенный между входным 2 и выходным 3 выводами стабилизатора, источник 4 опорного напряжения, первый 5 и второй 6 входные транзисторы усилителя сигнала рассогласования, между эмиттерами (истоками) которых вклюI чены второй 7 и третий 8 вспомогатель,ные резисторы, первый повторитель 9 тока, вход которого подключен к коллектору (стоку) транзистора 5, а выход соединен с корректирующим конденсатором 10 и управляющим входом регулирующего элемента 1. Коллектор (сток) транзистора 6 подключен к входу дополнительного повторителя 11 тока, коллекторный выход которого соединен с общей шиной через первый вспомогательный резистор 12 и связан с базой вспомогательного транзистора 13. Общая точка резисторов 7 и

8 подключена к источнику 14 тока в общей змиттерной (истоковой) цепи транзисторов 5 и 6. База (затвор)

30 транзистора 6 подключена к выходу делителя 15 выходного напряжения

Повторители 9 и ll тока выполнены на диоде 16 и транзисторе 17, а де литель выходного напряжения 15 — нарезисторах 18 и 19.

Стабилизатор работает следующим образом, В статистическом режиме .коллекторный ток (ток стока) транзистора

6 (Зб) больше половины тока источника 1.4 (3„,!). Этот ток благодаря повторителю 1! протекает через резистор !2.

В области малых сигналов рассогласования, обусловленных увеличением тока нагрузки н {U56=10-50 мВ, где

U - напряжение между базами тран56зисторов 5 и 6), транзистор 13 закрыт 5О что обеспечивается соответствующим выбором сопротивления резистора

i2 (В ) .

Уменьшение напряжения на выходе стабилизатора под действием тока на- 55 грузки 3Н вызывает уменьшение тока

3 g и увеличение тока транзистора 5 (!5) на величину

i i

U %6 —,Г;;У.Д-.—; . Иб М ф где !,!.! 6- коэффициент передачи транзистора 6 с общей базой;

6 - коэффициент передачи транзистора 5 с общей базой, Как только ток 3„, протекающий через резистор 12,.изменится настолько, что транзистор 13 войдет в активный режим, дальнейшее уменьшение тока

3g прекратится, В этот момент все приращение напряжения !! будет передаваться беэ ослабления на эмиттер транзистора 13. Как следствие ток получит дополнительное приращение 35

О 56

5 Ьб к В, п.5 8 .Ф

Причем ограничения тока i не наступит вплоть до весьма больших уровней U5 -— 1-2 В. В этих условиях за

1 счет усилений тока i.5 регулирующим элементом 1 в нагрузке могут протекать амперные токи..

В переходном режиме при скачкообразном изменении тока Эн ток Г"

ФЗ„, быстро перезарядит корректирующий конденсатор 10. Это позволяет выбирать ток 3 1 сравнительно небольшим (100-200 мкА), что благоприятно влияет на общий ток потребления стабилизатора. . Напряжение U5 =Ч, при котором

6 гр включается в работу транзистор 13, может варьироваться в широких пределах (V =5-500 мВ) без ухудшения гр температурной стабильности дифференциального каскада на транзисторах 5 и 6. Заметим, что в известном стабилизаторе при V =5-100 мВ

ГР дрейфовые параметры дифференциального каскада и всего стабилизатора ухудшаются. Поэтому в стабилизаторе 2 1 не рекомендуется выбирать .малые значения напряжения V . Это не позволяет использовать нелинейную коррекцию в области малых сигналов рассогласования и ограничива.ет снизу статический ток входных транзисторов.

В предлагаемом стабилизаторе цепь нелинейной коррекции не связана с делителем 15 и не влияет на выбор его тока. Это позволяет применять на входе усилителя полевые или составные транзисторы и дает возможность уменьшить общий ток

105 1 5 1 8

3 ак аз 8665/4 7 Тираж 8 74 . Подписное

ВНИИПИ филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

% потребления стабилизатора за счет увеличения сопротивления делителя 15.

Стабилизатор может иметь ряд моди4 икаций, В частности, эмиттерйый выход повторителя !1 допускается подключать непосредственно к коллекторному выходу повторителя 9. Вместо резистора 12 целесоЬб» разно применять источник тока. Для форсированного разряда конденсатора 10 с помощью рассмотренной це5 пи нелинейной коррекции вход повто" рителя 11 следует объединить с входом повторителя 9. Возможно также совместное использование обеих вариантов нелинейной коррекции.